JPH0629727A - スロットアンテナおよびその製造方法 - Google Patents

スロットアンテナおよびその製造方法

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JPH0629727A
JPH0629727A JP12853492A JP12853492A JPH0629727A JP H0629727 A JPH0629727 A JP H0629727A JP 12853492 A JP12853492 A JP 12853492A JP 12853492 A JP12853492 A JP 12853492A JP H0629727 A JPH0629727 A JP H0629727A
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JP
Japan
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slot antenna
conductor electrode
dielectric
conductor
ceramic
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JP12853492A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Nemoto
宏 根本
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NGK Insulators Ltd
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体をセラミックで形成することにより小
型化が実現され、かつ誘電体と導体電極の間に隙間が介
在しないことによりアンテナ効率が向上されるスロット
アンテナおよびそのスロットアンテナの精密かつ容易な
製造方法を提供する。 【構成】 セラミック誘電体2の円環外周部に電波吸収
材からなる無反射吸収端4が形成され、導体電極1の電
波放射面側中心部には導線7が接合され、導線7の周辺
に導体電極1の円筒部1aが形成される。蒸着、スパッ
タリングもしくはスクリーン印刷により、セラミック誘
電体2の外周面に導体電極1を形成するため、小型でエ
ネルギー損失の少ないスロットアンテナを精密かつ容易
に実現する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波通信に使用
されるスロットアンテナおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、スロットアンテナは、アンテナ
効率と指向性が良いために通信衛星等からの比較的微弱
な電波の受信に用いられている。従来のスロットアンテ
ナの断面図を図7に示す。円盤状の導体電極11の電波
放射面11aに複数のスロット13が形成される。導体
電極11の内部には円盤状の中間板5が形成される。導
体電極11の内側には誘電体6が充填されるが、この誘
電体6は空気、ポリエチレン、ポリスチレン等の有機樹
脂、または有機樹脂とセラミックの混合材料からなる。
【0003】従来の他のスロットアンテナは、内部に中
間板を有しない円盤型スロットアンテナ、導波管型スロ
ットアンテナ等があり、いずれも誘電体には、前述の空
気、有機樹脂、または有機樹脂とセラミックの混合材料
が使用される。また、スロットアンテナの導体電極の電
波放射面に形成される複数のスロットは、例えば特開昭
63ー214004号公報に開示されるように金属薄板
にエッチング処理を施す製造方法により得られるほか、
スロットの形状をした型刃での打抜き加工によっても得
られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に、電波エネルギ
ーの損失が少ないスロットアンテナを実現するために
は、アンテナ内部の誘電体の損失電力が小さいことが望
ましい。また、スロットアンテナの小型化を実現するた
めには、アンテナ内部の誘電体の比誘電率が高いことが
望ましい。
【0005】このため電波エネルギーの損失が少なく、
なおかつ小型であるスロットアンテナを実現するために
は、損失電力が小さいとともに、比誘電率が高いことが
望ましい。ここで、損失電力は比誘電率と損失力率の積
に比例する量であるため、損失電力を小さくするには損
失力率が低いことが望ましい。
【0006】従来のスロットアンテナにおいて、アンテ
ナ内部の誘電体に空気または有機樹脂を使用した場合、
空気等の気体はその比誘電率が約1であり、有機樹脂は
その比誘電率が3以下と比較的低い。このためアンテナ
の小型化が実現されにくいという問題がある。また、ア
ンテナの小型化を実現するために有機樹脂に比誘電率が
比較的高いセラミックを混合して使用した場合、混合さ
れた誘電体内部で電束の屈折が発生して損失力率が高く
なるため、電波エネルギーが損失してアンテナ効率が向
上されない。
【0007】導体電極上に形成されるスロットの従来か
らの製造方法においても、金属薄板にエッチング処理を
施した場合、腐食剤として使用する塩化第二鉄により金
属薄板が酸化し易いといった弊害を伴う。また、打抜き
加工によってスロットを形成した場合、打抜き変形を防
ぐために金属板は2mm〜3mmの厚みを必要とし、金
属板を打ち抜く際にバリの発生する確率が高く品質の低
下の原因になっていた。打抜き加工法ではスロットの数
も数百が限度である。
【0008】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、誘電体をセラミックで形成するこ
とにより小型化が実現され、かつ、誘電体と導体電極と
の間に隙間が介在しないことによりアンテナ効率が向上
されるスロットアンテナおよびそのスロットアンテナの
精密かつ容易な製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明によるスロットアンテナは、電波放射面を有す
る導体電極と前記導体電極の内部に設けられるセラミッ
ク誘電体とを備え、前記電波放射面に複数のスロットが
形成され、前記セラミック誘電体と前記導体電極に隙間
が介在しないことを特徴とし、このスロットアンテナ
は、前記導体電極を蒸着もしくはスパッタリングもしく
はスクリーン印刷により、前記セラミック誘電体に密着
させて製造されることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明によると、セラミック誘電体に導体電極
を蒸着もしくはスパッタリングもしくはスクリーン印刷
により形成するため、精密かつ容易にスロットアンテナ
が製造され、製造されたスロットアンテナは導体電極に
セラミック誘電体が密着されているため導体電極内側は
比誘電率がいたって均一かつ高い。これによりスロット
アンテナの小型化とアンテナ効率の向上がはかれる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の第1実施例による円盤型スロットアンテ
ナを図1〜図2に示す。図1および図2に示すようにマ
イクロ波通信に用いられる円盤型スロットアンテナは、
セラミックからなる誘電体2の外周面に導体電極1が設
けられる。導体電極1の頂面に形成される電波放射面に
は複数のスロット3が形成される。図1に示すように、
導体電極1の円盤外周部には電波吸収材からなる無反射
吸収端4が形成される。導体電極1の電波放射面10の
裏側の中心部には導線7が接合され、導線7を取り囲む
ように導体電極1の円筒部1aが形成される。導線7と
円筒部1aとにより同軸線路を形成する。
【0012】誘電体2に使用されるセラミック原料とし
ては、K2 O−PbO−SiO2系のガラス、Ti
2 、2MgO・TiO2 、CaTiO3 等のTiO2
を含む常誘電性結晶の磁器、BaTiO3 にSrTi
3 、BaSnO3 、BaZrO3 等を固溶させた強誘
電性結晶の磁器等が望ましい。K2 O−PbO−SiO
2 系のガラスは、比誘電率が8〜11であり比較的低い
比誘電率を有し、損失力率tanδは0.0003〜
0.0005と良好である。
【0013】TiO2 を含む常誘電性結晶の磁器は、比
誘電率が100程度であり損失力率tanδは0.00
50〜0.0250である。BaTiO3 にSrTiO
3 、BaSnO3 、BaZrO3 等を固溶させた強誘電
性結晶の磁器は、比誘電率が1000〜20000と極
めて高く、損失力率tanδは0.0050〜0.02
50である。
【0014】いずれのセラミック原料も従来のスロット
アンテナの内部誘電体である空気、または有機樹脂、ま
たは有機樹脂とセラミックの混合材料に比べて比誘電率
が高く使用周波数での電力損失が少ないので、スロット
アンテナの小型化とアンテナ効率の向上を実現する。次
に、本発明の第1実施例による円盤型スロットアンテナ
の製造方法について説明する。
【0015】まず、前述したセラミック原料からなる粉
末をラバープレス法等により加圧成形し、この成形体を
焼成し円盤状の誘電体2を得る。次いで、得られた誘電
体2の円盤外周部に電波吸収材からなる無反射吸収端4
を形成する。次いで、この誘電体2に銀ペーストなどの
導電性ペーストをスクリーン印刷することにより導体電
極1が形成される。一般に、導体電極とセラミック誘電
体の間に隙間が存在すると、比誘電率の異なる空気とセ
ラミックの間で電束の屈折が生じ電界の乱れを発生す
る。そして、このスロットアンテナによると、導体電極
1がスクリーン印刷により誘電体2に密着して形成され
るため、導体電極1の内部での比誘電率の異なる物質間
で発生する電界の乱れを防ぐ。
【0016】また前記第1実施例によると、このスロッ
ト3がスクリーン印刷により得られるため、従来の製造
方法である打抜き加工法に比べてより緻密なスロット形
状が精密に形成される。また、金属薄板にエッチング処
理を施す製造方法に比べても、腐食剤を使用しないこと
から、導体電極1が腐食しにくくなる。次に、本発明の
第2実施例による円盤型スロットアンテナを図3〜図4
に示す。
【0017】図3に示すように、第2実施例によるスロ
ットアンテナ20はセラミックからなる誘電体22の内
部に中間板8を有するものである。円盤型のスロットア
ンテナ20の電波放射面20aには複数のスロット3が
形成される。導体電極1の頂面1bおよび底面1cに平
行して、導体からなる円盤状の中間板8が形成される。
中間板8の中心部には導線7が接合され、導線7の周囲
に導体電極1の円筒部1aが形成される。中間板8は、
電波放射面での電波分布の均一化を図るために設けられ
たものである。
【0018】次に、本発明の第2実施例による円盤型ス
ロットアンテナの製造方法について説明する。図4
(A)に示すように、まずセラミック原料からなる下円
盤22bの中心部に導線7を通した後、下円盤22bの
頂面に円盤状の中間板8を張り合わせる。このセラミッ
ク原料は第1実施例の円盤型スロットアンテナで使われ
たセラミック原料と同じである。次いで、図4(B)に
示すように、中間板8が張り合わされた下円盤22b
に、セラミック原料からなる上円盤22aを張り合わせ
る。次いで、ラバープレス法等により加圧成形した後、
焼成して誘電体22を得る。焼成して得られた誘電体2
2には、図4(C)に示すように、銀ペーストなどの導
電性ペーストをスクリーン印刷することにより導体電極
1が形成される。
【0019】このように中間板を有する第2実施例の円
盤型スロットアンテナにおいては、誘電体22の外周面
に導体電極1をスクリーン印刷するため、導体電極1と
誘電体22の間には隙間が介在しない。また、セラミッ
ク原料に中間板を挟んだものを加圧成形して誘電体22
を得るため、中間板8と誘電体22の間には隙間が介在
しない。このため導体電極1の内部に存在する電界は、
セラミック誘電体22のきわめて均一な比誘電率から誘
起される電界のみである。
【0020】次に本発明の第3実施例による漏洩波型の
導波管スロットアンテナを図5に示す。第3実施例によ
るスロットアンテナ30は、角柱状の導波管31の一端
から図示されていない導波管アダプタによって電磁波が
投入される。導波管31の他端に無反射吸収端4が形成
され、導波管31内を進行する電磁波は、スロット33
を有する電波放射面より放出されながら最終的にこの無
反射吸収端4に吸収される。このような漏洩波型の導波
管スロットアンテナは、導波管構造を有するため損失が
少なくアンテナの小型化が実現可能であるといった特徴
をもつ。
【0021】導波管31は例えばスクリーン印刷、スパ
ッタリング、蒸着等により誘電体22の外周面に形成す
る。このため、アンテナの小型化とアンテナ効率の向上
が図られるという効果がある。本発明の第4実施例によ
るスロットアンテナを図6に示す。図6に示すように円
盤型のスロットアンテナ40は、電波放射面40aの中
央部に漏斗状の整合体40bが形成される。導体電極1
の電波放射面40aには、複数のスロット3が形成され
る。導体電極1の外周部に電波吸収材からなる無反射吸
収端4が形成される。整合体1bには導線7が接合され
る。導線7の周囲には導体電極1の円筒部1aが形成さ
れる。導線7と円筒部1aとにより同軸線路が形成され
る。導体電極1はセラミックからなる誘電体2の外周部
に形成される。
【0022】スロットアンテナ40を製造する場合、ま
ず誘電体2を前記第1実施例と同様な製造方法により得
る。次いで、得られた誘電体2の頂面の所定位置にスロ
ット形状のマスキングを施した後、誘電体2に蒸着もし
くはスパッタリングにより導体電極1を形成する。する
と、導体電極1の電波放射面40aに所望のスロット4
0bが形成される。このように製造したスロットアンテ
ナによると、緻密な形状をもつスロット3が精密に形成
される。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のスロット
アンテナおよびその製造方法によるとセラミックからな
る誘電体に蒸着もしくはスパッタリングもしくはスクリ
ーン印刷により導体電極を形成するため、小型でエネル
ギー損失の少ないスロットアンテナを精密かつ容易に製
造することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例によるスロットアンテナを
示す断面図である。
【図2】本発明の第1実施例によるスロットアンテナを
示す平面図である。
【図3】本発明の第2実施例によるスロットアンテナを
示す断面図である。
【図4】本発明の第2実施例によるスロットアンテナの
製造方法を示す工程図である。
【図5】本発明の第3実施例によるスロットアンテナを
示す断面図である。
【図6】本発明の第4実施例によるスロットアンテナを
示す断面図である。
【図7】従来のスロットアンテナを示す断面図である。
【符号の説明】
1 導体電極 2 誘電体(セラミック誘電体) 3 スロット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電波放射面を有する導体電極と、 前記導体電極の内部に設けられるセラミック誘電体とを
    備え、 前記電波放射面に複数のスロットが形成され、 前記セラミック誘電体と前記導体電極に隙間が介在しな
    いことを特徴とするスロットアンテナ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の前記セラミック誘電体に
    請求項1記載の前記導体電極を蒸着、スパッタリングも
    しくはスクリーン印刷により形成することを特徴とする
    請求項1記載のスロットアンテナの製造方法。
JP12853492A 1992-05-21 1992-05-21 スロットアンテナおよびその製造方法 Pending JPH0629727A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008235288A (ja) * 2001-03-28 2008-10-02 Tadahiro Omi プラズマ処理装置及び遅波板
US7678853B2 (en) 2004-06-16 2010-03-16 Ntn Corporation Highly dielectric elastomer composition and dielectric antenna

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JPH0286303A (ja) * 1988-09-22 1990-03-27 Hitachi Chem Co Ltd スロットアレーアンテナ

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